基于人工智能的傳感器技術(shù)教學(xué)探索

孫梅

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平的提升，信息技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于我們生活的方方面面。其中傳感器是重要的組成元件，它實現(xiàn)了信息的處理、傳授和采集等等。同時，傳感器技術(shù)也是自動控制專業(yè)、電子信息技術(shù)一門實驗性、綜合性的課程。本文人工智能在傳感器技術(shù)教學(xué)應(yīng)用和人工智能與教學(xué)系統(tǒng)的概述進行了具體的分析。

關(guān)鍵詞：人工智能;傳感器技術(shù);智能化學(xué)習(xí)模式

傳感器技術(shù)是智能化、信息化領(lǐng)域技術(shù)的主要來源。目前我國高校在汽車電氣專業(yè)、計算機專業(yè)、電子電氣專業(yè)、自動化專業(yè)等等方面均開設(shè)了與傳感器技術(shù)相關(guān)的課程。隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展及廣泛應(yīng)用，其作用越來越突出，其中智能教學(xué)系統(tǒng)占據(jù)著主導(dǎo)地位，有效的改變了以往的教學(xué)模式。

1.人工智能與教學(xué)系統(tǒng)

上個世紀(jì)50年代人工智能被提出，至今人工智能已經(jīng)有了飛速的發(fā)展，取得了十分顯著的成效。人工智能是計算機學(xué)科的重要組成部分，他被認為是世界三大尖端技術(shù)之一[1]。人工智能可以向機器人一樣學(xué)習(xí)和思考，它成功模擬了人的思維過程和認定某些意識。目前人工智能研究涉及的領(lǐng)域十分廣泛，其中包括智能信息的處理、智能接口技術(shù)、專家系統(tǒng)、圖像識別、數(shù)據(jù)的深入挖掘、語言的準(zhǔn)確識別等等，隨著信息技術(shù)的日漸成熟和完善，人工智能應(yīng)用的領(lǐng)域在逐漸擴大。

隨著深度學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)、云計算等各種軟件和硬件技術(shù)水平的逐漸提升，性能的逐漸增強，人工智能技術(shù)迎來了全新了發(fā)展機遇，被廣泛應(yīng)用到教育、醫(yī)療類、家居等各個領(lǐng)域，具有十分廣闊的市場發(fā)展前景。在教育方面，高校在不斷探索和優(yōu)化全新的教學(xué)模式，努力為學(xué)生提供更有效的學(xué)習(xí)方法。教學(xué)系統(tǒng)與人工智能結(jié)合的有效應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：首先是機器學(xué)習(xí)。在智能教學(xué)系統(tǒng)中必須使用機器學(xué)習(xí)技術(shù)，有效的利用機器學(xué)習(xí)技術(shù)可以通過學(xué)生回答的問題了解學(xué)生對課程的實際掌握程度[2]。機器學(xué)習(xí)中的很多技術(shù)都可以應(yīng)用到教學(xué)中，例如數(shù)據(jù)挖掘、歸納邏輯編程、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、統(tǒng)計學(xué)習(xí)等等，這在一定程度上增加了教學(xué)的針對性，充分體現(xiàn)出了因材施教的理念。其次是專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)充分利用了人類專家的知識與經(jīng)驗，通過有效應(yīng)用人工智能技術(shù)進行相關(guān)的模擬決策、推理和判斷等等，它是一種新進的計算機程序系統(tǒng)。最后是規(guī)劃。在教學(xué)活動中設(shè)置教學(xué)目標(biāo)是必不可少的，教學(xué)目標(biāo)又分為多個子目標(biāo)。規(guī)劃就是在學(xué)生學(xué)習(xí)的不同時間的不同學(xué)習(xí)狀態(tài)，進一步優(yōu)化和調(diào)整教學(xué)目標(biāo)的過程，進而實現(xiàn)教學(xué)任務(wù)，從中可以看出規(guī)劃是一個動態(tài)的過程。

2.人工智能在傳感器技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用

在傳感器技術(shù)課程教學(xué)中應(yīng)用人工智能，在策略上主要是了解學(xué)生在實際學(xué)習(xí)中遇到的問題和對教學(xué)內(nèi)容的實際掌握情況，建立完善的學(xué)生學(xué)習(xí)文檔。然后再根據(jù)學(xué)生實際的學(xué)習(xí)情況進行合理的教學(xué)安排，有效的優(yōu)化和調(diào)整教學(xué)任務(wù)。

2.1 系統(tǒng)設(shè)計

與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相比，傳感器智能教學(xué)系統(tǒng)運行機制的復(fù)雜性更高，其主要表現(xiàn)在以下幾個方面：首先，針對不通過學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)特點設(shè)立不同的教學(xué)情境，建立完整的知識庫，針對每個學(xué)生的實際學(xué)習(xí)情況做出與之相符的教學(xué)決策[3]。其次，教師要以培養(yǎng)方案、教學(xué)目標(biāo)等預(yù)設(shè)的教學(xué)策略為基礎(chǔ)，充分考慮學(xué)習(xí)情境中的數(shù)據(jù)資源，制定合理的學(xué)習(xí)步驟，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供豐富的網(wǎng)絡(luò)資源、有效的案例和科學(xué)的學(xué)習(xí)建議等等，完整的記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。最后，學(xué)生作為智能教學(xué)系統(tǒng)的主要交互對象，可以通過使用各種智能系統(tǒng)輸入相關(guān)的信息，進過智能系統(tǒng)的分析和決策后會給學(xué)生提供一些提示、建議和評判等內(nèi)容，信息交互的順利完成使智能教學(xué)系統(tǒng)過程的完成更具完整性。

2.2 教學(xué)設(shè)計

2.2.1交互式學(xué)習(xí)

在課堂教學(xué)中，教師需要一個人面對多個學(xué)生以教學(xué)目標(biāo)為核心進行教學(xué)，根據(jù)大部分學(xué)生的意見對教學(xué)進行調(diào)整和優(yōu)化。不同的學(xué)生學(xué)習(xí)能力和接受能力不同。智能交互平臺的應(yīng)用將知識內(nèi)容制作成不同的短視頻，學(xué)生可以根據(jù)自身的學(xué)習(xí)情況來選擇不同的短視頻。在遇到學(xué)習(xí)難點時，學(xué)生可以在討論區(qū)與教師和同學(xué)進行激烈的討論和互動，也可以給教師留言尋求答案[4]。例如某學(xué)校數(shù)學(xué)教師在教學(xué)中積極應(yīng)用了智能交互平臺，他將班級中學(xué)生實際的學(xué)習(xí)情況分為三個等級，制定了三種類型的數(shù)學(xué)短視頻，通知開放了討論區(qū)，鼓勵學(xué)生在討論區(qū)積極的交流。經(jīng)過一段時間以后，班級學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)成績明顯提升，實現(xiàn)了共同進步。

2.2.2動態(tài)規(guī)劃

在動態(tài)規(guī)劃過程中會將實際教學(xué)獲活動分為多個小的教學(xué)目標(biāo)，教師可以在了解學(xué)生在課堂和平臺實際的學(xué)習(xí)情況對教學(xué)過程進行優(yōu)化和調(diào)整，進而實現(xiàn)預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。智能交互平臺針對不同的知識點制定了不同的測試和習(xí)題，當(dāng)學(xué)生答完題或者測試完成后，系統(tǒng)會給出學(xué)生一些學(xué)習(xí)建議和測試評分。同時系統(tǒng)將會以學(xué)生的測試結(jié)構(gòu)為依據(jù)做出相應(yīng)的、科學(xué)的決策[5]。教師則通過系統(tǒng)做出的決策全面的掌握和了解學(xué)生實際學(xué)習(xí)過程中會產(chǎn)生的共性問題，進而有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率。

2.2.3智能決策

學(xué)生在智能平臺上學(xué)習(xí)的過程將會被完整的記錄到系統(tǒng)中，并且交給決策模塊進行全面、仔細的分析。在綜合復(fù)習(xí)工作完成以后，將會給出合理的意見和建議。學(xué)生根據(jù)自身的實際學(xué)習(xí)情況，以系統(tǒng)的建議為依據(jù)進行系統(tǒng)的綜合復(fù)習(xí)，有效調(diào)整和優(yōu)化學(xué)習(xí)過程，提升學(xué)習(xí)效果。

結(jié)語

人工智能在傳感器技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用是為了幫助學(xué)生解決在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，并且給予學(xué)生一定的啟發(fā)。同時，為學(xué)生提供一個良好的學(xué)習(xí)氛圍和學(xué)習(xí)環(huán)境，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

參考文獻

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[2]黃偉，苗利明.移動互聯(lián)網(wǎng)下應(yīng)用型本科物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)《傳感器技術(shù)》的教學(xué)模式改革[J].現(xiàn)代計算機，2019（16）：54-56+59.

[3]戴增輝.互聯(lián)網(wǎng)時代高職《傳感器技術(shù)與應(yīng)用》課程教學(xué)改革探索[J].教育教學(xué)論壇，2019（04）：140-142.

[4]李曉迎.面向未來課堂的具身教與學(xué)活動設(shè)計研究——以《傳感器技術(shù)及應(yīng)用》課程教學(xué)實踐為例[J].江蘇教育研究，2018（33）：39-43.

[5]車玲，王滟.基于人工智能的傳感器技術(shù)教學(xué)探索[J].紡織科技進展，2017（12）：54-55.